מחלת לב נותרה הגורם המוביל למוות ברחבי העולם, חשבונאות עבור יותר מ-17 מיליון הרוגים מדי שנה.במשך עשרות שנים, רמת הטיפול התמקדה בניהול סימפטומים ועידוד התקדמות המחלה באמצעות תרופות, שינויים באורח החיים, ו - במקרים חמורים - תמיכה מכנית או השתלה. אבל גישות אלה הן חד-ממדיות מבטיחות: הם לא יכולים לשחזר שריר לב אבוד או להפוך את הצלקת עקב Myocardial in the dream of a heart Reprint of atrication, אשר גורם להפחתה של דם אמיתי של דם, אשר עומד כיום, אשר גורם מרכזי של הנדסת לב, אשר גורם מרכזי של הנדסת שיער, אשר גורם מרכזי של הנדסת לב, אשר גורם מרכזי של הנדסת סרטן, אשר גורם מרכזי של ביולוגיה של ביולוגיה תפקודי, אשר גורם מרכזי של דם, אשר גורם מרכזי, הוא בעל שלושה, אשר גורם מרכזי של טיפול ביולוגי, הוא גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, 000 טיפול, 000 טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי של טיפול, אשר גורם מרכזי, אשר גורם מרכזי של טיפול, 000

מפליציה להתחדשות: האי-אפשרי להנדסת Tissue Engineering

לב האדם המבוגר יש יכולת רשלנית עבור עצמו-repair.לאחר התקף לב, מיליארדי השתלות קרדיוציטים מתים, והגוף מגיב על ידי להפקיד צלקת פיברטית. צלקת זו מספקת יושרה מבנית אך אינה יכולה חוזה, לשדר אותות חשמליים או משאבה דם ביעילות, אך ורק על פני זמן, את הדוגמיות הנותרים של השרירים, המוביל לכשל לב מתקדם.

הרפואה ההתחדשותית שואפת לגשר על הפער הזה על ידי מתן מיוקליום חדש, פונקציונלי.בשני העשורים האחרונים, הופיעו שלושה זרמים מקבילים של חדשנות: טיפולים המבוססים על תאים חדשים, פונקציונליים המספקים אותות מבניים וביוכימיים; וטכנולוגיות ייצור כי להרכיב תאים וחומרים לרקמות מורכבות, תלת מימדיות.

Stem Cell Technologies: The Cell Engine of Cardiac Fix

בלב כל רקמת לב מהונדסת הוא מקור אמין של קרדיוציטים פונקציונליים.תאים Stem הפכו למועמד המבטיח ביותר, ואצלם, תאי גזע בשפע (iPSCs) מהפכת השדה. Derived תאים סומטיים למבוגרים - לעתים קרובות עור או דם - על ידי שכפול עם גורמי תעתיק מוגדרים, IPSC יכול להיות מורחב לתוך תאים אמפיריים כמעט ללא הגבלת זמן, כולל תאים אמפיריים שנוצרו על ידי גירוי דם או דם.

המונחים: differentiation and Maturation

במהלך העשור האחרון, פרוטוקולים לשילוב של IPSC ל- Cardiomyocytes השתפרו באופן דרמטי.שיטות מוקדמות מסתמכות על הבדלים ספונטניים בגופים העובריים, מה שהוליד רק 10-20% יעילות כיום, תוך שימוש במולקולות קטנות כגון CHIR99021 ו- IWP-4 אשר מנטרט את תרבות ההזנה של העובר, מעבדות משיגות באופן שגרתי 90-95% מהתמכות קרדיוציטים, אך ורקמות, הן אינן מספיקות תאים לא מספיקים של טיפול תרופתיים.

עידוד והישרדות

אחד השיעורים המוקדמים ביותר בטיפול בתאים לבלב היה כי פשוט הזרקת תאים לתוך myocardium צלקות מוביל למוות תאים מסיבי תאים מושתלים (יותר מ -90% תאים מושתלים מתים בשבוע הראשון בשל חמצון, דלקת, לחץ, לחץ כבד, וחוסר תמיכה חוץ סלולרית) ב- Cuptive cgation , טיפול הנדסי ב-Tissue Engineeringation, לעומת זאת על ידי מתן נישה מגננת.

השפעות פארקרין ו- Cell-Free Therapies

גם כאשר תאים מושתלים אינם שרדו לטווח ארוך, הם עדיין יכולים להעניק תועלת באמצעות אותות פרקריניים שנותרו על ידי Stem מוזרקים דחייה, קוקטייל עשיר של ציטוקין, גורמי צמיחה, ותוספות תאים חוץ סלולריים אשר להפחית דלקת, לקדם רקמות agiogenesis, מעכב fibrosis, ומגייסים תאים מבוזרים יותר.

Biomaterial Scaffolds: הנדסה של מיליאו

המרטריקס התוספתי (ECM) של הלב אינו רק מפוספס פסיבי - זוהי סביבה דינמית המספקת תמיכה מבנית, אותות ביוכימיים, והפיכה מכנית בין תאים. הנדסת רקמות לב מנסה לשחזר את הסביבה הזו באמצעות פיגומים המשמשים כתבניות להיווצרות רקמות.האפקט האידיאלי חייב להיות ביו-פעמי לא-תואמים, בעל יכולת ביולוגית בקצב מבוקר, גמיש, אך גמיש, כדי לאפשר אותות חשמליים ודימום מספיק כדי לאפשר חנקן ודימום.

טבעי לעומת Synthetic biomaterials

biomaterials טבעי - כגון קולגן, ג'לטין, fibrin, alginate, ו decellized ECM - offer מעולה biocompatibility ו bioactivity טמונים מבוסס coagen, למשל, יכול להיות מכוון לחקות את הנוקשות של חומרים דלקתיים טבעיים (כ 10-15 k) וכולל מוטיבים סינתטיים כי מקדם תאים פולינזיים עם חומצה פוליגרפית גבוהה יותר, כולל זיהומים פוליגרפיים טבעי.

מטריקס אקסטרה סלולרי

גישה אלגנטית במיוחד היא להשתמש ב- ECM של הלב כגורם לב שלם או רקמת לב ישבת מלאה של תורמי בעלי חיים (למשל, porcine) יכול להיות decellized באמצעות חומרי ניקוי כדי להסיר את כל החומר התאי תוך שמירה על ארכיטקטורת תלת-ממדית מורכבת, רשת התנגשות, וגורמי צמיחה מגבילים.

סקרפרנים חכמים עם שליטה

חלקיקים מודרניים אינם פסיביים יותר; הם מונדסים להתחדשות מכוונת באופן פעיל. biomaterials חכמים יכולים לשלב גורמי צמיחה, ציטוקינים, או מולקולות קטנות אשר משוחררים באופן מבוקר spatiotemporal. לדוגמה, hydrogel microspheres העמיסים עם VEGF ו- PDGF יכול להיות מוטבע בתוך תיקון לב כדי לקדם את ה-Siltiumal agiesis: VEFreic תגובה משולבת באופן דומה phos.

3D Bioprinting: Precision Assembly of Living Tissues

האתגר האולטימטיבי בהנדסת רקמת לב הוא לשחזר את האדריכלות המאורגנת של Native myocardium - סיבי שרירים מזוינים, vasculature מוטבע, ומערכת מוליכות משולבת. 3 ממדים ביוprinting מציעה שליטה חסרת תקדים על המיקום של תאים, ביו-חומרים וגורמים ביולוגיים, המאפשרים ייצור של מבני-חול ספציפיים עם גיאומטריה מורכבת.

טכנולוגיות Bioprinting

שלושה מודולים עיקריים שולטים בתחום: מדפסות מבוססות דיוג'ט, מונעות מפלט, וכדורי לייזר מונעים על ידי לייזר, אשר מייצרים כיום תבניות של פתרון תוך כדי שימוש בתבניות תרמיות או ⁇ חשמליות כדי להפקיד טיפות זעירות של ביוינק (מוליד הידרוג'ל תאיים) על פלטפורמה.

המונחים: the bottleneck

לא רקמות עבה יותר מ -200 מיקרומטר יכול לשרוד ללא אספקת דם.עבור תיקון לב של גודל קליני רלוונטי (סמ"מ מרובע, כמה מ"מ עבה), vascularization מהיר מיוצר כתובות זה על ידי הדפסה microters perbrireial כי ניתן ליישר תאים עם תאים אנדלוסיים של דלקתיים, לאחר השתלת דם (Fgic), ולאחר מכן הסרת תאים מתכתיים.

שילוב והערכה פונקציונלית

תיקון לב ממונדס חייב לעשות יותר מאשר לשרוד - זה חייב להיות מעורבב באופן כוח ובסינכרון עם הלב המארח.אינטגרציה פונקציונלית דורש שלושה אלמנטים: המשכיות מכנית, הפיכה חשמלית, ו סינתזה אלקטרו-מכאנית. Bioprinting יכול לעזור על ידי התאמת רמות קרטון מוגבל (למשל, ניתוח אלקטרוני) כדי לשפר את הפחתת רמות דלקתיות של דלקת מפרקים חשמלית או הדבקה של דלקת ריאות.

תרגום קליני: הזדרזים בדרך למיטה

למרות הצלחות קליניות יוצאות דופן, תרגום הנדסת רקמות לב לחולים כבר איטי.מעט טכנולוגיות נכנסו בניסויים קליניים המוקדמים, ואף אחד לא הגיע לאישור רגולטורי עבור תיקון Myocardial.

בטיחות ואינטימיות

אפילו תאים לא מפוכחים של iPSC-derived cardiomyocytes לשאת סיכונים. תאים בלתי מזוינים באופן אוטומטי יכולים ליצור teratomas. חוסר יציבות גנטית במהלך reprogramming - כולל מספר וריאציות ו anberrations אפיגנטיים - חששות לגבי מחלות לטווח ארוך של מחלות חיסון (Ricial-C) אבל עכשיו דורש אופי נרחב של אוכלוסיות תאים, כולל קרמיקה וגנימיות נמוכה כמו גם כן, למרות שטיפול תרופתי יכול להיות גורם דם לטווח קצר.

סקלאלה וייצור

הפחתת תיקון לב עבור מטופל אחד לוקח כיום שבועות - תאים, הזדווג אותם, תוך חתירה של המבנה, ומיזוג אותו ביולוגי. עבור פרסומות, תהליך זה חייב להיות יעיל יותר, הקפאת, וחסכוני.אוטומציה באמצעות ביופרציות במערכת סגורה מפותחת כדי להפחית טיפול ידני וסיכון זיהום ביומטריד יכול לאפשר נזקי תא המטען של תאים גדולים יותר, אבל לא ניתן לתקן את ה-דלקתיים של תאים קטנים יותר.

המונחים: path

תיקונים לב מסווגים כמוצרים משולבים (תאים + biomaterials + רכיבי מכשיר), אשר מסבך את הביקורת הרגולטורית.ב בארה"ב, המרכז של ה- FDA להערכת ביולוגים ומחקר (CBER) ומרכז למכשירים ובריאות רדיולוגית (CDRH) עשוי לשתף טיפול קליני מספיק.אך ניסויים קליניים חייבים להפגין בטיחות (אין גידול, זיהום מזעזע), ויעילות (כלומר, רק 5%) עם ירידה משמעותית של טיפול תרופתי, אפילו לא יהיה שיפור משמעותי של טיפול תרופתי, אם יש סיכוי גבוה יותר, עם טיפול תרופתי, עם טיפול תרופתי, אפילו טיפול תרופתי, עם זאת, סביר יותר, עם טיפול תרופתי, עם ירידה משמעותית, עם טיפול תרופתי, עם זאת, סביר יותר, אם יש ירידה משמעותית, יש ירידה משמעותית, עם טיפול תרופתי - יש ירידה משמעותית, עם טיפול תרופתי - עם זאת, יש סיכוי גבוה יותר, עם טיפול תרופתי - טיפול תרופתי - עם זאת, עם טיפול תרופתי - עם זאת, עם טיפול תרופתי - יש סיכוי גבוה יותר, עם זאת, עם טיפול תרופתי - טיפול תרופתי - עם זאת, סביר יותר גבוה יותר גבוה יותר טוב יותר, עם זאת, יש צורך שיפור משמעותי.

כיוונים עתידיים: לקראת הלב של מעבדה-Grown

(ב) בהתבוננות קדימה, כמה טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות להאיץ את ההתקדמות:0 Organoids FLT:1 - פעילות גופנית, טיהור עצמי של שלושה ממדים שמקורם ב- iPSCs - בתנאי פלטפורמה גבוהה של הדבקה של תאים חשמליים (p) ו-(Credital-pate) ממשיך ליצור תאים מותאמים אישית של טיפול תרופתי (DPSD) ו-Cateialerateials (Demateial) אשר יכול לתת מענה ל-Demtial) עם תאים של טיפול תרופתי (DIFDIRDIRDIFD)

הנדסת רקמות לב כבר השתנתה מהרעיון של אופטימיזציה לתוך אסטרטגיה טיפולית מוחשית.על ידי שילוב הדיוק של הדפסה ביולוגית, העוצמה של iPSCs, ואת האינטליגנציה של ביו-חומרים חכמים, החוקרים עכשיו מארגים מבנים כי לנצח, פולשנית, ושילוב.האתגרים הנותרים - הישרדות, מדרגיות ובטיחות - הם עבור רב-ידיעה אבל לא ניתן למדידה עם ההשקעה מתמשכת, עשוי לראות בבירור, אבל מוקדם יותר של טיפול פסיכולוגי, אבל בקרוב, רק עם ניסיון חיים, רק עם ניסיון, רק עם ניסיון רב-לב, הוא מסוגל לראות את זה יכול להיות ספסלים, רק עם זמן קצר יותר, רק עם ניסיון רב יותר, רק עם זמן קצר יותר, רק עם זמן רב יותר, עם ספסלים, רק כדי להתחיל עם זמן רב יותר, רק עם זמן קצר יותר, עם זמן רב יותר, עם זמן רב יותר, 000, עם זמן קצר יותר, 000, 000, 000 לב, עם זמן קצר יותר, 000, 000 מסוגל לראות את הלב, 000, 000, 000, 000 זמן קצר יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מסוגל לראות את זה יכול להיות מסוגל לראות

(בקריאה נוספת, ראה מאמרי סקירה על מצב ה-FLT:0 בעת ובעונה אחת של הנדסה של רקמת לב (Crydiac רקation Engineering) 1Feloph:2D bioprinting of Functiondiac ImvalratedsFLT 3:, עדכונים ממעבדה מובילה ב-FLT:4Stanford's TaylorFalph:5, and Clinical Experiment Registry for cell-diac Treatment for cell-diac Treatment at the Treatment in the Treatment in the LTs.